JP2005189038A - Trip control system for recirculation pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原子炉にインターナルの再循環ポンプを複数台有し、原子炉からタービンへ蒸気を送る主蒸気配管が閉鎖された際に再循環ポンプの一部をトリップさせるようになっている沸騰水型原子力発電プラントにおける再循環ポンプトリップ制御システムに関する。 The present invention has a plurality of internal recirculation pumps in the nuclear reactor, and when the main steam pipe for sending steam from the nuclear reactor to the turbine is closed, a part of the recirculation pump is tripped. The present invention relates to a recirculation pump trip control system in a boiling water nuclear power plant.
沸騰水型原子炉(BWR)には、再循環ポンプを原子炉圧力容器の外部に設ける方式と内部に設ける方式(インターナルポンプ方式)がある。インターナルポンプ方式の沸騰水型原子炉は改良型沸騰水型原子炉(ABWR)と呼ばれ、そのインターナルの再循環ポンプ(インターナルポンプ)が例えば10台設けられているのが通常で、原子炉からタービンへ蒸気を送る主蒸気配管が閉止された際に再循環ポンプの一部をトリップ(緊急停止)させるようになっており、そのために再循環ポンプトリップ制御システムが設けられている。なお、インターナルポンプのトリップについては例えば特許文献1や特許文献2に開示の例が知られている。
There are two types of boiling water reactors (BWR): a recirculation pump is provided outside the reactor pressure vessel, and a recirculation pump is provided inside (internal pump method). An internal-pump boiling water reactor is called an improved boiling water reactor (ABWR), and usually has 10 internal recirculation pumps (internal pumps), for example. When the main steam pipe for sending steam from the reactor to the turbine is closed, a part of the recirculation pump is tripped (emergency stop), and for this purpose, a recirculation pump trip control system is provided. Examples of internal pump trips disclosed in, for example,
図8にABWRにおける従来の再循環ポンプトリップ制御システムの全体構成を示す。原子炉1には、その炉心2における燃料棒の燃焼で発生される蒸気を図外のタービンに送るための主蒸気配管(MS配管)3(3a)が接続されている。この主蒸気配管3は4系統で設けられているのが通常で、各主蒸気配管3には主蒸気止め弁(MSV)4(4a)と主蒸気加減弁(CV)5(5a)が設けられている。なお図中には、4系統の主蒸気配管3a〜3dの主蒸気配管3aだけを示してあり、他は図示を省略してある。
FIG. 8 shows the overall configuration of a conventional recirculation pump trip control system in ABWR. The
これらの主蒸気止め弁4や主蒸気加減弁5は、発電機の負荷が遮断された際あるいはタービンがトリップした際に、タービン保護のために閉じられ(主蒸気加減弁5については急閉と呼ぶのが通常である)、これにより主蒸気配管3が閉止される。主蒸気配管3が閉止されると、原子炉1の圧力が上昇するとともに、ボイドが減少し、このボイドの減少により炉心2に反応度が投入されて出力上昇を生じる。この反応度投入による出力上昇を抑制するためにABWRでは、原子炉1の圧力容器下部に設置されている複数台(図の例では10台)の再循環ポンプ(インターナルポンプ)6(6a〜6j)の一部をトリップさせることにより、炉心におけるボイドの減少を防止する。この再循環ポンプトリップ(RPT)について、従来の再循環ポンプトリップ制御システムでは、例えば再循環ポンプ6aと6bそれに6fと6gの4台をトリップさせるというように、予め求められた最適なトリップ台数が固定的に設定されている。
The main
ここで、再循環ポンプ6a〜6jは、6aと6b、6c〜6e、6fと6g、6h〜6jというようにそれぞれ独立した再循環ポンプ用電源系に分けられている。そして再循環ポンプ6a、6bの電源系と再循環ポンプ6f、6gの電源系には、母線7(7a、7c)、外部操作で開閉される遮断器8(8a、8c)、変圧器9(9a、9c)、機器の保護に機能する断路器10(10a、10b、10f、10g)、およびインバータ機能を負うASD11(11a、11b、11f、11g)が設けられている。また再循環ポンプ6c〜6eの電源系と再循環ポンプ6h〜6jの電源系には、母線7(7b、7d)、遮断器8(8b、8d)、変圧器9(9b、9d)、断路器10(10c〜10e、10h〜10j)、ASD11(11c〜11e、11h〜11j)に加えて、MGセット12(12a、12b)が設けられている。このMGセット12は、フライホイールを有した電動機に発電機を組み合わせて形成されている。
Here, the
再循環ポンプ6a、6b、6f、6gのトリップはRPT設備(再循環ポンプトリップ設備)100による制御の下で以下のようにしてなされる。RPT設備100には主蒸気止め弁4や主蒸気加減弁5の閉止という条件を判定する弁閉止条件判定回路101が、4系統の主蒸気配管3a〜3dに対応して、101a〜101dの4系統で設けられている。弁閉止条件判定回路101a〜101dには、弁閉止条件判定回路101aについて図中に示すように、主蒸気止め弁4(4a)の閉止や主蒸気加減弁5(5a)の急閉を伝える信号が入力するようにされ、この両信号をOR回路104(図中には104aだけを示す)で判断するようにされている。すなわち何れか一方の信号が入力すると、弁閉止条件成立信号105(105a〜105d)がOR回路104から出力される。なお主蒸気止め弁4の閉止や主蒸気加減弁5の急閉に際しては、安全性を高めるための多重化として、閉止と急閉のそれぞれについてそれを報せる信号が複数、独立に発生するようにされているが、以下の説明では閉止信号と急閉信号それぞれについて4つの信号が発生されるものとしている。
The trips of the
OR回路104からの弁閉止条件成立信号105は、再循環ポンプトリップの論理(RPT論理)を形成する手段であるRPT論理200に入力する。図9にRPT論理200の構成例を示す。RPT論理200にはRPT論理回路201(201a〜201f)が設けられており、これらのそれぞれに弁閉止条件成立信号105a〜105dが入力する。RPT論理回路201(201a〜201f)は、弁閉止条件成立信号105a〜105dそれぞれについて2out of4条件(2/4条件)の成立、つまり弁閉止条件成立信号105a〜105dそれぞれにおける上記4つの信号の少なくとも2つが発信されているかどうかを判定し、2out of4条件が成立している場合には制御信号103(103a〜103f)を出力する。
A valve closing condition establishment signal 105 from the OR circuit 104 is input to an
図9と図8の例では制御信号103aが遮断器8aを開かせる信号であり、制御信号103bがASD11aを停止させる信号であり、制御信号103cがASD11bを停止させる信号であり、制御信号103dが遮断器8cを開かせる信号であり、制御信号103eがASD11fを停止させる信号であり、そして制御信号103fがASD11gを停止させる信号である。遮断器8が開くだけでも再循環ポンプ6をトリップさせることができるが、さらにトリップさせたい再循環ポンプ6に対応するASD11を停止させるようにしているのは、多重化により確実性を高めるためである。
9 and 8, the
再循環ポンプのトリップにおいてはトリップ台数が多い程、出力上昇時の緩和効果は大きい。その一方で、トリップ台数が多すぎると炉心での冷却水流量急減の効果が大きくなり過ぎ、燃料の熱的健全性を示す最小限界出力比が厳しくなる。このため再循環ポンプのトリップには最適台数があることになる。その最適台数はボイド反応度係数(ボイド係数)に依存する。すなわち主蒸気配管の閉止時の圧力上昇に伴う反応度投入はボイド反応度係数が大きい程大きく、反応度投入による出力上昇を抑制するための再循環ポンプトリップにおけるトリップ最適台数はボイド反応度係数に依存することになる。 The greater the number of trips in the recirculation pump trip, the greater the mitigation effect when the output increases. On the other hand, if the number of trips is too large, the effect of a rapid decrease in the coolant flow rate in the core becomes too great, and the minimum limit output ratio indicating the thermal integrity of the fuel becomes severe. For this reason, there is an optimum number of recirculation pump trips. The optimum number depends on the void reactivity coefficient (void coefficient). In other words, the reactivity input accompanying the increase in pressure when the main steam pipe is closed increases as the void reactivity coefficient increases, and the optimal number of trips in the recirculation pump trip to suppress the output increase due to the reactivity input is the void reactivity coefficient. Will depend.
ボイド反応度係数は原子炉に装荷される燃料棒の種類や体数に相関する。以前には燃料棒の種類や装荷体数にそれほど大きな変化がなく、したがってボイド反応度係数もそれほど大きく変化することがなかった。このため従来では予め最適な再循環ポンプのトリップ台数を求めておき、この最適なトリップ台数を例えば上記の例のように4台に固定的に設定して再循環ポンプトリップ制御システムを構成していた。 The void reactivity coefficient correlates with the type and number of fuel rods loaded in the reactor. Previously, there was no significant change in the type of fuel rods or the number of loaded bodies, and therefore the void reactivity coefficient did not change so much. For this reason, conventionally, the optimum number of recirculation pump trips is obtained in advance, and the optimum number of trips is fixedly set to, for example, four as in the above example to constitute a recirculation pump trip control system. It was.
しかし近年は核燃料技術にも大きな変化があり、燃料棒の種類や装荷体数が大きく変化する場合をしばしば生じるようになってきている。このような状況にあって再循環ポンプトリップ台数が固定のままであると、装荷する燃料によりボイド反応度係が大きく変わる場合に、トリップ台数の最適化を実現できず、最小限界出力比を厳しくしてしまうような状況を招く可能性が予測される。 In recent years, however, nuclear fuel technology has also undergone significant changes, and the types of fuel rods and number of loaded bodies often change greatly. In this situation, if the number of recirculation pump trips remains fixed, the optimization of the number of trips cannot be realized and the minimum limit output ratio becomes strict when the void reactivity factor varies greatly depending on the fuel loaded. It is predicted that this could lead to a situation that would
本発明は、以上のような沸騰水型原子炉、特に改良型沸騰水型原子炉における事情についての知見に基づいてなされたものであり、主蒸気配管の閉止時における原子炉の安定性をより高めるために、原子炉への装荷燃料に応じてトリップ台数を変えることができるようにした再循環ポンプトリップ制御システムの提供を目的としている。 The present invention has been made on the basis of the knowledge about the situation in the above boiling water reactor, particularly the improved boiling water reactor, and further improves the stability of the reactor when the main steam pipe is closed. In order to increase this, the purpose is to provide a recirculation pump trip control system that can change the number of trips according to the fuel loaded into the reactor.
上記目的のために本発明では、原子炉にインターナルの再循環ポンプを複数台有し、前記原子炉からタービンへ蒸気を送る主蒸気配管が閉止された際に前記複数台の再循環ポンプの一部をトリップさせるようになっている沸騰水型原子力発電プラントに前記再循環ポンプのトリップ制御用として設置されている再循環ポンプトリップ制御システムにおいて、前記原子炉に装荷されている燃料の量またはこの燃料量に相関する適宜なパラメータを設定台数条件として前記再循環ポンプのトリップ台数を選択的に設定できるようにされていることを特徴としている。 For the above purpose, the present invention has a plurality of internal recirculation pumps in a nuclear reactor, and the main recirculation pumps of the plurality of recirculation pumps are closed when a main steam pipe for sending steam from the nuclear reactor to the turbine is closed. In a recirculation pump trip control system installed in a boiling water nuclear power plant designed to trip a part for trip control of the recirculation pump, the amount of fuel loaded in the nuclear reactor or The number of trips of the recirculation pump can be selectively set using an appropriate parameter correlated with the fuel amount as a set number condition.
また本発明では上記のような再循環ポンプトリップ制御システムについて、設定された再循環ポンプトリップ台数が前記設定台数条件に対応していない場合にそれを報せることができるようにしている。 Further, in the present invention, the recirculation pump trip control system as described above can be notified when the set number of recirculation pump trips does not correspond to the set number condition.
本発明では原子炉への装荷燃料などを設定台数条件としてトリップ台数を選択的に設定できるようにしている。このため本発明によると、原子炉の運転状態に応じて、より適切な台数で再循環ポンプをトリップさせることができるようになり、主蒸気配管の閉止時における原子炉の安定性をより高めることができるようになる。 In the present invention, the number of trips can be selectively set by setting the number of fuels loaded into the reactor as the set number condition. For this reason, according to the present invention, it becomes possible to trip the recirculation pump in a more appropriate number according to the operating state of the reactor, and to further increase the stability of the reactor when the main steam pipe is closed. Will be able to.
以下、本発明を実施するための形態について説明する。本発明を実施する上で好ましい第1の実施形態では、現行の再循環ポンプ用電源設備を前提にし、再循環ポンプのトリップ台数を原子炉における燃料的条件に応じて4台と5台の2者択一で切り替えるように再循環ポンプトリップ制御システムを構成する。図1に第1の実施形態による再循環ポンプトリップ制御システムの全体構成を示す。本再循環ポンプトリップ制御システムは、変圧器9とASD11の間に遮断器13(13a〜13j)を新たに加えた点で、図8における従来の再循環ポンプトリップ制御システムと相違している。また図8と図9におけるRPT設備100に代えてRPT設備1100を用いている点でも従来の再循環ポンプトリップ制御システムと相違している。この他の構成については図8と図9における従来の再循環ポンプトリップ制御システムと同様である。したがって共通する部分には同一の符号を付し、それらについての説明は上での説明を援用することで適宜省略する。なお、以下では、数字とアルファベットの組み合わせによる符号を付した要素において数字部分が共通し、その要素の動作や挙動が共通する要素については適宜に数字部分だけの符号を用いて説明を進めている。
Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described. In the first preferred embodiment for carrying out the present invention, on the premise of the current power supply equipment for the recirculation pump, the number of trips of the recirculation pump is set to 4 and 5 according to the fuel condition in the nuclear reactor. The recirculation pump trip control system is configured to switch between these options. FIG. 1 shows the overall configuration of a recirculation pump trip control system according to the first embodiment. This recirculation pump trip control system is different from the conventional recirculation pump trip control system in FIG. 8 in that a circuit breaker 13 (13a to 13j) is newly added between the
RPT設備1100は、図2にその具体的構成を示すRPT論理1200を有している。図2に見られるように、RPT論理1200にはトリップ台数切替スイッチ300(300a〜300d)が接続されている。トリップ台数切替スイッチ300は、再循環ポンプのトリップ台数を4台と5台で切り替えて選択できるように構成されており、4台選択信号301(301a〜301d)または5台選択信号307(307a〜307d)のいずれかがRPT論理1200に入力するようにされている。4台と5台の何れを選択するかは、原子炉1に装荷する燃料の量(燃料棒の体数)、原子炉1における取出燃焼度、あるいは原子炉1における反応度などの設定台数条件に応じて定められる。取出燃焼度や反応度は装荷燃料の種類や量、特に燃料棒の体数に相関するパラメータといえる。したがって通常は燃料棒の体数を設定台数条件としてトリップ台数を選択することになる。
The
ここで、本実施形態ではトリップ台数切替スイッチ300を300a〜300dとして4つ設けるようにしている。これは4系統で設けられている主蒸気配管3からの4系統の弁閉止条件成立信号105a〜105dに対応させたものである。このような構成は必ずしも必要でなく、トリップ台数切替スイッチ300は1つで済ませることもできる。
Here, in this embodiment, four trip number changeover switches 300 are provided as 300a to 300d. This corresponds to the four valve closing
原子炉1に装荷される燃料は例えばMOX燃料である。このMOX燃料の装荷体数が最大で例えば360体であるとする。この条件で200体以下と燃料棒体数が少ない場合には、加圧過渡事象緩和の観点からは4台で十分であり、これを設定する。トリップ台数切替スイッチ300で4台を選択すると、4台選択信号301がトリップ台数選択回路309(309aと309b)に入力し、トリップ台数選択回路309における第1のAND回路302(302a〜302d)が成立して4台設定信号303(303a〜303d)が出力する。そして4台設定信号303が出力されると開閉式のトリップ切替回路304(304a〜304d)が開く。トリップ切替回路304は、トリップ台数が5台の場合にのみトリップさせることになる再循環ポンプ6jのトリップ用のRPT論理回路201gに弁閉止条件成立信号105が入力される信号路の途中に設けられている。なお、図2中では省略してあるが、再循環ポンプ6jの多重化トリップ用であるRPT論理回路201hについても同様なトリップ切替回路304が設けられている。したがってトリップ台数切替スイッチ300で4台が選択された状態では、RPT論理回路201gやRPT論理回路201hに弁閉止条件成立信号105が入力しない。この結果、弁閉止条件が成立した場合には、遮断器8aを開かせて再循環ポンプ6aをトリップさせる制御信号103a、ASD11aを停止させて再循環ポンプ6aと6bをトリップさせる制御信号103b、ASD11bを停止させて再循環ポンプ6bをトリップさせる制御信号103c、遮断器8cを開かせて再循環ポンプ6fと6gをトリップさせる制御信号103d、ASD11fを停止させて再循環ポンプ6fをトリップさせる制御信号103e、およびASD11gを停止させて再循環ポンプ6gをトリップさせる制御信号103fだけが出力され、遮断器13jを開かせて再循環ポンプ6jをトリップさせる制御信号106aとASD11jを停止させて再循環ポンプ6jをトリップさせる制御信号106bは出力されないことになる。すなわち再循環ポンプ6a、6b、6f、6gの4台だけがトリップすることになる。
The fuel loaded into the
一方、原子炉1に装荷される燃料棒体数が200体以上の場合には、加圧過渡事象緩和の観点から5台とする必要があり、これを設定する。トリップ台数切替スイッチ300で5台を選択すると、5台選択信号307(307a〜307d)がトリップ台数選択回路309に入力し、トリップ台数選択回路309における第2のAND回路308(308a〜308d)が成立して5台設定信号305(305a〜305d)が出力する。そして5台設定信号305が出力されるとトリップ切替回路304が閉じる。したがってトリップ台数切替スイッチ300で5台が選択された状態では、RPT論理回路201gとRPT論理回路201hにも弁閉止条件成立信号105が入力することになる。この結果、制御信号106aと制御信号106bも出力され、遮断器13jが開くとともにASD11jが停止されて再循環ポンプ6jもトリップすることになる。すなわち再循環ポンプ6a、6b、6f、6gおよび6jの5台がトリップすることになる。
On the other hand, when the number of fuel rods loaded in the
なお、本実施形態では再循環ポンプ6a、6b、6f、6g、6jをトリップ対象としているが、本実施形態のように変圧器9とASD11の間に遮断器13を追加する構成とする場合であれば、再循環ポンプ6a〜6jの何れについても個々にトリップ対象とすることが可能であり、したがってトリップ対象の再循環ポンプは任意に決めることができる。また、本実施形態ではトリップ切替回路304をRPT論理回路201jや201hに弁閉止条件成立信号105を入力する信号路の途中に設けるようにしているが、これに代えて、RPT論理回路201jや201hからの出力信号の信号路の途中に設けるようにしてもよい。
In this embodiment, the
以上のようにRPT論理1200にトリップ台数切替スイッチ300を設け、原子炉1への装荷燃料棒体数を設定台数条件としてトリップ台数を選択的に設定できるようにしたことにより、原子炉の運転状態で変化する装荷燃料棒体数に対して、より適切な台数で再循環ポンプをトリップさせることができるようになり、主蒸気配管の閉止時における原子炉の安定性をより高めることができるようになる。
As described above, the trip number changeover switch 300 is provided in the
以上のような装荷燃料棒体数に応じてトリップ台数を選択的に設定する制御においては、選択したトリップ台数と実際の装荷燃料棒体数の間に齟齬を来たす可能性を必ずしも排除できない。本発明ではこれに対応するために設定トリップ台数と実際の装荷燃料棒体数(設定台数条件)の関係を監視する手段としてRPT設定異常監視装置を設けるようにしている。以下ではこのRPT設定異常監視装置について説明する。 In the control for selectively setting the number of trips according to the number of loaded fuel rods as described above, the possibility of causing a flaw between the selected number of trips and the actual number of loaded fuel rods cannot necessarily be excluded. In the present invention, in order to cope with this, an RPT setting abnormality monitoring device is provided as means for monitoring the relationship between the set number of trips and the actual number of loaded fuel rods (set number condition). Hereinafter, the RPT setting abnormality monitoring apparatus will be described.
図3にRPT設定異常監視装置の構成例を示す。この例のRPT設定異常監視装置400は、トリップ台数が設定台数条件に対応していないことを報知する手段である警報器411が設けられ、またトリップ台数の設定状態報知手段である4台設定ランプ412と5台設定ランプ413が設けられている。これらの報知系の作動制御を行う制御回路は、トリップ台数切替スイッチ300で選択されたトリップ台数についての監視用トリップ台数設定信号312と原子炉1に装荷される燃料棒の体数についての燃料棒体数信号401を入力信号としている。
FIG. 3 shows a configuration example of the RPT setting abnormality monitoring apparatus. The RPT setting
本実施形態ではトリップ台数切替スイッチ300で4台が選択されている場合に監視用トリップ台数設定信号312が成立するようにしている。したがって監視用トリップ台数設定信号312は、それが成立していることで直接に4台設定ランプ413を点灯させ「4台RPT設定」であることを表示する。一方、監視用トリップ台数設定信号312が成立していない場合には、NOT回路403を介することで5台設定ランプ412を点灯させ「5台RPT設定」であることを表示する。
In this embodiment, the monitoring trip
燃料棒体数信号401は、判定回路414に入力し、そこにおいて台数切替設定手段415で与えられる基準燃料棒体数信号416と比較される。すなわち台数切替設定手段415には、例えば上の例のように、燃料棒の最大装荷体数360体について200体を4台と5台の切替え目安にする場合にはこの200体が基準燃料棒体数として設定されており、燃料棒体数信号401がこの基準燃料棒体数信号416と比較される。そして装荷燃料棒体数が基準燃料棒体数より大きい場合に燃料棒体数基準以上信号417が出力される。この燃料棒体数基準以上信号417の成立中に監視用トリップ台数設定信号312が成立している場合、つまり装荷燃料棒体数からは5台設定であるべきなのにトリップ台数切替スイッチ300で4台が選択されている場合には、AND回路409が成立する。そしてこれにより警報411が点灯し、装荷燃料棒体数に対して設定トリップ台数が不足しているとして「RPT設定異常」を報せる。一方、燃料棒体数基準以上信号417が非成立で監視用トリップ台数設定信号312も非成立の場合、つまり装荷燃料棒体数からは4台設定であるべきなのにトリップ台数切替スイッチ300で5台が選択されている場合には、NOT回路402とNOT回路403によりAND回路408が成立する。そしてこれにより、警報411が点灯し、装荷燃料棒体数に対して設定トリップ台数が過剰であるとして「RPT設定異常」を報せる。
The fuel
ここで、監視用トリップ台数設定信号312は、4台選択信号301や5台選択信号307あるいは4台設定信号303や5台設定信号305から直接的に得るようにしてもよいが、本実施形態では図2に示すように、4台設定信号303a〜303dとNOT回路を通した5台設定信号305a〜305dそれぞれのANDをとって得られる信号についてさらにANDをとって監視用トリップ台数設定信号312を得るようにしている。一方、燃料棒体数信号401は、原子炉1に装荷される燃料棒の体数に応じて信号を発する図外の信号発生手段により得るようにしている。
Here, the monitoring trip
図4に第2の実施形態による再循環ポンプトリップ制御システムの全体構成を示す。本実施形態では、原子炉1に装荷される燃料棒の体数に応じて例えば4台〜8台の間で最適なトリップ台数を自動的に設定できるようにしている。またそのために現行の再循環ポンプ用電源設備に大幅な変更を加えることで、全ての再循環ポンプを同等にトリップ対象とすることができるようにしている。具体的にいうと、再循環ポンプ用電源設備について、図8におけるMGセット12を省略する構成とし、再循環ポンプ6a〜6jのそれぞれについて母線7(7a〜7d)と変圧器9(9a〜9j)の間に遮断機8(8a〜8j)を設けるようにしている。
FIG. 4 shows the overall configuration of the recirculation pump trip control system according to the second embodiment. In the present embodiment, the optimum number of trips can be automatically set, for example, between 4 and 8 according to the number of fuel rods loaded in the
本実施形態の再循環ポンプトリップ制御システムは、RPT設備2100を有しており、そのRPT論理2200には図5に示すRPT切替論理(RPT台数切替論理)2300が設けられている。このRPT切替論理2300は、原子炉1に装荷される燃料棒の体数に応じてトリップ対象の再循環ポンプ6を決めることで燃料棒体数に応じたトリップ台数を選択するための手段であり、再循環ポンプ6a〜6jのそれぞれに対応させて再循環ポンプごとに設けられる。ただ各RPT切替論理2300の構成は何れの再循環ポンプ6についても同一なので、図5ではその一つだけについて示してある。
The recirculation pump trip control system of this embodiment includes an
RPT切替論理2300は、燃料棒体数信号401とRPT成立信号501を入力信号としている。燃料棒体数信号401は、上述のRPT設定異常監視装置400におけるそれと同じである。RPT成立信号501は、再循環ポンプトリップの必要性が生じていることを表わす信号であり、図9に関して説明した2out of4条件(2/4条件)がRPT論理回路201(図9)で成立している場合に出力される信号として得られる。
The RPT switching logic 2300 uses the fuel
RPT成立信号501は直接にAND回路502に入力する。一方、燃料棒体数信号401は、変換回路503に入り、そこで再循環ポンプのトリップ台数信号504に変換される。すなわち変換回路503は、図5中に例示するような燃料棒体数と再循環ポンプトリップ台数の間の対応関係を燃料棒の種類に応じて定めた燃料棒体数・RPT台数変換表を有しており、この変換表に基づいて燃料棒体数信号401をRPT台数信号504に変換する。
The
RPT台数信号504は加算器505に入力する。また加算器505には再循環ポンプ6a〜6jそれぞれの設定値に応じた設定値信号506も入力する。設定値信号506は、設定値入力手段507により与えられる。すなわち設定値入力手段507において、図5中に例示する設定値表のようにして再循環ポンプ6a〜6jのそれぞれについて予め定められている設定値が設定され、この設定値に応じた設定値信号506が設定値入力手段507から出力する。そして加算器505においてRPT台数信号504から設定値信号506が減算され、その結果が判定回路508で判定され、0以上であった場合に当該再循環ポンプがトリップ対象であることを指定するトリップ対象信号509が判定回路508から出力する。
The
ここで、図5に例示の燃料棒体数・RPT台数変換表のように200体以下を4台、872体以上を8台とし、その間が5台から7台となる場合に図5に例示の設定値表のようであると、再循環ポンプ6c〜6fについては、設定値が1〜4であるため、燃料棒体数が何れの場合でも0以上となり、再循環ポンプ6gについては、設定値が5であるため、燃料棒体数が200体以上で0以上となり、再循環ポンプ6hについては、設定値が6であるため、燃料棒体数が331体以上で0以上となり、再循環ポンプ6jについては、設定値が7であるため、燃料棒体数が601体以上で0以上となり、そして再循環ポンプ6aと6bについては、設定値が10と9であるため、燃料棒体数が何れでも0以下となる。
すなわち本実施形態では、設定値表により、10台の再循環ポンプ6a〜6jの内で再循環ポンプ6aと6bを除いた8台の再循環ポンプ6c〜6jを燃料棒体数数の増加に応じて順次トリップ対象とするようにしている。
Here, when the number of fuel rod bodies / RPT number conversion table shown in FIG. 5 is changed to 4 units for 200 units or less and 8 units for 872 units or more, and the range between 5 units to 7 units is illustrated in FIG. In the set value table, since the set values for the recirculation pumps 6c to 6f are 1 to 4, the number of fuel rods is 0 or more in any case, and the set for the
That is, in the present embodiment, the set value table is used to increase the number of fuel rod bodies of the eight
トリップ対象信号509はRPT成立信号501とともにAND回路502に入力する。そしてトリップ対象信号509とRPT成立信号501がともに成立してAND回路502が成立すると、トリップ指示信号510がAND回路502から出力する。トリップ指示信号510は二つに分岐される。例えばRPT切替論理2300が再循環ポンプ6c用であった場合には、図5の例のように、トリップ指示信号510からの分岐信号の一つは遮断器8cを開かせて再循環ポンプ6cをトリップさせる制御信号103aとなり、分岐信号の他の一つはASD11cを停止させて再循環ポンプ6cをトリップさせる制御信号103bとなる。この結果、再循環ポンプ6cが遮断器8cの開とASD11cの停止により多重化された状態でトリップされる。
The
またトリップ対象信号509とRPT成立信号501は、NOT回路511ないしNOT回路512を介してOR回路513に入力する。そしてトリップ対象信号509とRPT成立信号501の何れもが成立していない場合および何れかが成立していない場合にOR回路513から非トリップ信号514が出力し、当該再循環ポンプが非トリップ対象であることを表示するランプ516が点灯する。
The
以上のように再循環ポンプごとにRPT切替論理2300を設け、燃料棒体数に応じて自動的に必要な再循環ポンプをトリップさせるようにした、つまり再循環ポンプごとに個々に燃料棒体数に応じてトリップさせるか否かを決めるようにしことにより、原子炉の運転状態に対する再循環ポンプのトリップ台数の最適化がさらに進み、主蒸気配管の閉止時における原子炉の安定性をより一層高めることができるようになる。図6にその効果についてトリップ台数固定の場合と比較した例を示す。図6の縦軸は燃料の熱的健全性であり、横軸は燃料棒体数である。図は燃料棒体数が331〜872本の間の場合についてのデータ例であり、この間で装荷燃料棒体数が変化する場合に、本発明であると、燃料棒の熱的健全性の目標範囲(目標値以下の範囲)を常に達成することができるのに対し、トリップ台数が6台または7台の何れかに固定される場合には燃料棒体数によっては目標範囲を保てない状態を招くことになる。 As described above, the RPT switching logic 2300 is provided for each recirculation pump, and the necessary recirculation pump is automatically tripped in accordance with the number of fuel rod bodies. In other words, the number of fuel rod bodies individually for each recirculation pump. The number of recirculation pump trips will be further optimized for the operating state of the reactor, and the stability of the reactor will be further improved when the main steam pipe is closed. Will be able to. FIG. 6 shows an example of the effect compared with the case where the number of trips is fixed. The vertical axis in FIG. 6 is the thermal integrity of the fuel, and the horizontal axis is the number of fuel rods. The figure is an example of data for the case where the number of fuel rods is between 331 and 872, and when the number of loaded fuel rods changes during this period, according to the present invention, the target of the thermal integrity of the fuel rods While the range (the range below the target value) can always be achieved, the target range cannot be maintained depending on the number of fuel rods when the number of trips is fixed at either 6 or 7 Will be invited.
すなわち燃料棒体数によらずにトリップ台数が固定である従来のシステムでは、図中に点線で示すように、6台固定の場合には、燃料棒体数が少なければ熱的健全性の指標であるΔMCPRを目標範囲とすることが可能であるが、燃料棒体数が多くなると再循環ポンプトリップ効果が不足して目標範囲を満足することができなくなる。一方、7台固定の場合には、燃料棒体数が多ければ目標範囲を満足させることが可能であるが、燃料棒体数が少なくなると再循環ポンプトリップ効果が過剰になって目標範囲を満足することができなくなる。これに対して、燃料棒体数に応じてトリップ台数を調整する本発明では、図中に実線で示すように、燃料棒体数にかかわりなく常に目標範囲を達成することができる。 In other words, in the conventional system in which the number of trips is fixed regardless of the number of fuel rods, as shown by the dotted line in the figure, when six units are fixed, an indicator of thermal health if the number of fuel rods is small. However, if the number of fuel rods increases, the recirculation pump trip effect is insufficient and the target range cannot be satisfied. On the other hand, when the number of fuel rods is large, the target range can be satisfied when the number of fuel rods is large. However, when the number of fuel rods is small, the recirculation pump trip effect becomes excessive and the target range is satisfied. Can not do. On the other hand, in the present invention in which the number of trips is adjusted in accordance with the number of fuel rod bodies, the target range can always be achieved regardless of the number of fuel rod bodies, as indicated by the solid line in the figure.
本実施形態のように燃料棒体数に応じて自動的にトリップ台数を設定する場合にもRPT設定異常監視装置を設けるのが好ましい。そのRPT設定異常監視装置の構成例を図7に示す。このRPT設定異常監視装置600は、RPT切替論理2300と同様に再循環ポンプ6a〜6jのそれぞれについて設けられるものであり、RPT切替論理2300によりトリップ対象と指定された再循環ポンプについてその指定が誤っている場合にそのことを報知する手段である警報器601が設けられている。この警報器601の作動制御を行う制御回路は、燃料棒体数信号401とRPT切替論理2300におけるトリップ対象信号509を入力信号としている。
Even when the number of trips is automatically set according to the number of fuel rods as in this embodiment, it is preferable to provide an RPT setting abnormality monitoring device. A configuration example of the RPT setting abnormality monitoring apparatus is shown in FIG. The RPT setting abnormality monitoring device 600 is provided for each of the recirculation pumps 6a to 6j, similarly to the RPT switching logic 2300, and the designation of the recirculation pump designated as the trip target by the RPT switching logic 2300 is incorrect. When there is an alarm, an
燃料棒体数信号401は判定回路602に入力する。判定回路602では、図中に例示するような燃料棒体数・トリップ対象ポンプ対応表として形成された対応データ603から得られる燃料棒体数と当該再循環ポンプのトリップ対象化の関係についてのデータを基に判定がなされ、当該再循環ポンプがトリップ対象となるべきでない場合には非トリップ対象信号604が出力される。この非トリップ対象信号604はトリップ対象信号509とともにAND回路605に入力する。そして非トリップ対象信号604とトリップ対象信号509がともに成立している場合にAND回路605が成立して警報601が点灯し、装荷燃料棒体数に対して当該再循環ポンプのトリップ指定が誤りであるとして「RPT設定異常」を報せる。なお、以上の実施形態ではトリップ対象指定の誤りを報せる方式としているが、これに代えて、トリップ対象除外指定の誤りを報せる方式とするようにしてもよい。
The fuel
本発明は、インターナル再循環ポンプ方式の改良型沸騰水型原子炉における再循環ポンプのトリップ制御に適用することができる。そして本発明を適用することにより、原子炉の運転状態に応じて、より適切な台数で再循環ポンプをトリップさせることで、主蒸気配管の閉止時における原子炉の安定性をより高めることが可能となる。したがって本発明は、改良型沸騰水型原子炉の安全性をさらに高めるのに大きく寄与する。 The present invention can be applied to trip control of a recirculation pump in an improved boiling water reactor of an internal recirculation pump system. And by applying the present invention, it is possible to further increase the stability of the reactor when the main steam pipe is closed by tripping the recirculation pump with a more appropriate number according to the operating state of the reactor It becomes. Therefore, the present invention greatly contributes to further improving the safety of the improved boiling water reactor.
1 原子炉
3 主蒸気配管
6 再循環ポンプ
300 トリップ台数切替スイッチ
400 RPT設定異常監視装置
401 燃料棒体数信号
1100、2100 再循環ポンプトリップ設備
1200、2200 RPT論理
2300 RPT切替論理
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記原子炉に装荷されている燃料の量またはこの燃料量に相関する適宜なパラメータを設定台数条件として前記再循環ポンプのトリップ台数を選択的に設定できるようにされていることを特徴とする再循環ポンプトリップ制御システム。 The reactor has a plurality of internal recirculation pumps, and when the main steam pipe for sending steam from the reactor to the turbine is closed, a part of the plurality of recirculation pumps is tripped. In a recirculation pump trip control system installed in a boiling water nuclear power plant for trip control of the recirculation pump,
The number of trips of the recirculation pump can be selectively set using a quantity of fuel loaded in the nuclear reactor or an appropriate parameter correlated with the quantity of fuel as a set number condition. Circulation pump trip control system.
2. The recirculation pump trip control system according to claim 1, wherein when the set number of recirculation pump trips does not correspond to the set number of conditions, it can be reported.
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JP2003429173A JP2005189038A (en) | 2003-12-25 | 2003-12-25 | Trip control system for recirculation pump |
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JP2003429173A JP2005189038A (en) | 2003-12-25 | 2003-12-25 | Trip control system for recirculation pump |
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JP2007192671A (en) * | 2006-01-19 | 2007-08-02 | Toshiba Corp | Internal pump operation method of boiling water reactor |
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2003
- 2003-12-25 JP JP2003429173A patent/JP2005189038A/en active Pending
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